智能助力行李箱的设计与实现

薛亮余 谢颖

摘要：随着社会经济的发展，越来越多的人选择独自出行、旅游。而由于外出时行李繁重、安检过程中行李超重，并且需要根据出行需求选择尺寸不一的行李箱，这造成了出行不便。為了解决以上问题，文章设计了一款可自动跟随、具备伸缩空间，并且在搬运过程中省时省力的行李箱。在自动跟随的过程中可通过移动端蓝牙设备与其连接，同时具备红外线感应功能，可自动识别并避开障碍，具有自动和手动两种模式，当行李箱离开通信设备范围超过5米时便触发警报。在丢失后，可通过手机定位自动将其位置信息发送至APP。

关键词：智能;省力;自动识别

中图法分类号：TP368文献标识码：A

Design and realization of intelligent power-assisted suitcase

XUE Liangyu，XIE Ying

（Linyi University，Linyi，Shandong 276000，China）

Abstract：With the development of social economy， more and more people choose to travel and travel alone. However， due to heavy luggage when going out，overweight luggage during security inspection， and the need to choose suitcases of different sizes according to travel needs， the above problems have caused travel inconvenience. In order to solve the above problems， the article designs a suitcase that can automatically follow，has expansion space， and saves time and effort during the handling process. In the process of automatic following， it can be connected to it through the mobile terminal Bluetooth device. It also has infrared sensing function， which can automatically identify and avoid obstacles. It has two modes， automatic and manual. When the luggage is more than 5 meters away from the communication device， it will be triggered alarm. After it is lost， its location information can be automatically sent to the APP through mobile phone positioning.

Key words： intelligence， energy saving， automatic identification

1研究背景

1.1现实背景

当前，人们普遍社交冷漠，在遇到学习、婚恋、工作、家庭等琐事时，更多地会选择独自旅游。本文介绍的远程控制行李箱可为人们的生活起居提供便利。比如，人们在辛苦学习一天或者工作一天后，无须背着沉重的行李继续赶路;在孤寡老人出行不便且带较多东西时，可以使用智能行李箱携带相关物品;更可以对残疾人士在日常生活中提供便利—智能避障功能可以为盲人使用者引路，为肢体残疾者携带行李，为这些人的独自出行提供了可靠保障。而为了实现上述功能，人们只需要携带一部智能手机，还可以通过语音控制，实现个性化的私人定制设计[1]。

1.2未来前景

遥望未来，是个万物互联的时代，智能通信在生活中无所不在。移动互联时代，“智能”在一步步改造日常生活的各个领域，如智能安防、智能家居、智能自行车、智能体重秤、智能手表……箱包作为生活中不可或缺的日常用品，不可避免地要实现智能化、智慧化。智能化是箱包行业的一个未来发展趋势，越来越多的箱包企业开始引入智能化生产线，箱包智能化更是箱包行业的新变局[2]。

1.3社会价值

近年来，智能旅行箱包的浪潮也逐渐袭来。由于外出时行李繁重，安检时行李箱超重，上楼梯更是十分艰难，有时还需要根据行李数量购买不同尺寸的行李箱，不仅使用起来十分烦琐，更使得出行十分不便。

为了解决以上问题，我们设计了这款可自动跟随、具备伸缩空间，并且能够省力上楼梯的智能行李箱，从而大大降低外出旅行时的负担[3]。其能够满足不同人士的旅行需求，具有重要的研究价值和现实意义。

2设计解决方案及流程

2.1设计流程

图1为该智能助力行李箱的系统设计流程。

2.2设计方案

2.2.1研究内容

手机蓝牙可以与行李箱进行连接，以实现行李箱自动跟随蓝牙设备，同时行李箱加装红外扫描系统，可以智能扫描道路以及障碍物，便于跟随蓝牙设备。通过研发手机端特定的与行李箱连接的 APP ，可以实现远程定位，基于 APP 界面进行行李箱解锁，加装语音识别系统，有助于找到行李箱的准确位置。行李箱有两种解锁方式—既可以在 APP 上输入密码远程解锁，也可以在离线或者手机没电时使用行李箱自带的指纹功能进行解锁，要求提前录入指纹识别系统，保证随时随地能够开启和关闭行李箱[4]。

2.2.2设计方式

蓝牙连接、APP 应用服务：单片机将读取到的数据上传到云端服务器，其中实时收集到的数据和定义的设置属性将会打包发送至客户端，并可在 APP 中查看，实现了用户通过 APP 操控行李箱的功能。随着智能硬件的发展，以前人们天马行空的想象，现在都已经成为现实[5]。如今，只需要传感器、GPS 模块、手机以及行李箱专属 APP，就能随时查看行李箱的位置及状态，显示行李重量和行李箱的位置、开启或关闭记录，并可以用指纹、手机开锁。此外，行李箱内置了大容量移动电源，不仅能够供行李箱使用，还可以为手机、相机等旅游必备品充电，成为时尚旅游族的智能小帮手。除了防盗、测重等基础功能外，智能行李箱的专属 APP 还可以提供旅行统计功能，为用户提供详细的航班信息及状态，并且可根据需要将自己的旅程信息、航班状态分享给好友。

智能行李箱的各部分构成要素包括红外感应模块、GPS 模块、蓝牙模块和 APP，这些构成要素和 APP 的数据实时互通，通过 APP 可以查看传感器传输来的行李箱数据，因此相关传感器的选择尤为重要。它们之间相辅相成，构成一个有机整体。如今，人们的生活方式在慢慢改变，开始追求个性化、舒适化。人们的生活水平逐渐提高，生活越来越富裕，城乡差距在缩小，越来越多的人有能力选择一场“说走就走”的旅行，探寻外面的大千世界，为了满足这一需求，智能化产品层出不穷。

传统行李箱在质量、使用体验上基本趋于成熟，在设计时采用了碳纤维、塑钢、铝合金等材质，也安装了拖行方便的万向轮，产生了各种经典设计，以上是设计智能行李箱的前提条件，若要拥有更好的出行体验，智能化是一种趋势。因此，智能行李箱不是在特定条件下诞生的，而是无数个元素相互联系、相互配合的结果。

2.2.3使用流程

（1）信息录入。信息录入之前，进行初始化操作，系统会根据设备信息判断是否建立连接，如果没有建立连接，将通过蓝牙定位进行初步连接，用户通过 APP 设置其需要的属性和功能;如果检测到设备已建立连接，系统将会保存相关数据，可直接进行蓝牙连接，载入云端服务器的用户信息，APP 也会自动保存用户设置的属性信息。针对以上所有个性化功能，用户均可根据自己的需求进行设置，以方便使用。

（2）开始运行。用户可通过客户端 APP 页面进行功能的选择和设置，其中包括伸缩空间、是否需要自动跟随、省力上下楼梯，以及是否需要通过语音控制智能行李箱。

（3）行李箱工作。红外线感应功能可自动检测周围环境，行李箱在移动时可自动避开障碍物，防止碰撞;可根据用户的具体需求来开启手动/自动转换功能，便于用户自由选择使用;智能语音功能的实现基于手机远程连接行李箱，用户将自己的声音传递给行李箱，让其发出声音，方便在找不到时进行搜寻;指纹功能可预存用户指纹，只有通过指纹验证的用户才可打开行李箱，保证其安全性和隐私性;利用 GPS 定位功能，用户可在诸多行李箱中定位到自己的行李箱，也是报警系统的基础功能;报警功能是 GPS 功能的拓展和延伸，用户定义其距离，若行李箱超过其规定距离则会自动报警，其安全性得到了保证。

（4）使用结束。用户通过语音控制或者通过 APP 进行关闭操作，结束行李箱的使用，还可以根据用户的需求，自动选择是返回到用户的身边还是停留在固定位置[6]。

3产品功能及产品特点

3.1产品功能

通过智能手机的蓝牙功能可以与行李箱进行蓝牙连接，以实现行李箱自动跟随蓝牙设备，同时行李箱加装红外扫描系统，可以智能扫描道路以及障碍物，进行精准避障，从而在道路上安全行进，不仅操作更加便捷，而且省时省力。

开发出手机与行李箱实现特定连接的 APP ，可以实现远程定位，基于 APP 界面进行行李箱加锁或解锁，并加装语音识别系统，有助于找到行李箱的准确位置，从而提高行李箱的安全性。即使在旅途中不慎丢失，也不会被他人轻易破解开箱而带走行李箱中的重要文件及物品，同时可以方便自己进行寻找，也为后续寻求警察援助提供便利[7]。

行李箱有两种解锁方式：一是在 APP 上输入密码远程解锁;二是在离线或者手机没电时，使用行李箱自带的指纹功能进行解锁。为了实现指纹解锁功能，用户需要提前将指纹录入指纹识别系统，保证随时随地使用行李箱，不会因外界环境的变化导致行李箱无法使用。

3.2产品特点

行李箱的主要功能如圖2所示，具体包括：（1）手机远程控制功能，不受距离的限制，更加方便快捷;（2）指纹检索功能，安全性得到显著增强;（3） GPS 定位和报警功能，在现有技术的支持下确保行李箱的定位更精准;（4）在无网络环境下，可离线定位行李箱的位置;（5）自动避障和跟随功能，可以为出行人员缓解携带行李的压力，同时为老人和残障人士提供帮助，方便其日常出行。

4结论

智能技术的发展速度越来越快，可以预想在未来的某一天，智能化产品可以应用到各行各业，可能大到飞机、高铁，小到家用电器，皆可实现人工智能控制，最终实现万物互联。人们的生活也在向着智能化方向发展，从一开始的智能手表，到如今的智能家居、智能家电，都在慢慢地被人们所接受，并逐渐走进人们的生活，智能化已经成为一个时代发展的潮流和趋势。由此观之，智能行李箱领域还有待开发，智能箱包产业还有较大的发展空间。

参考文献：

[1]辛亚运.一种智能助力行李箱及其控制方法[ P].中国：CN104997262B.2016?12?07.

[2]夏梦琴，陈煜，周毛毛，等.基于单片机的智能跟随箱包设计[J].现代信息科技，2020，4（14）：160?162.

[3]陈江进.随行智能行李箱[P].中国：CN210539402U.2020?05?19.

[4]王馨婧，高阳洋，焦悦.智能行李箱的研究[ J].科技风，2019（8）：7.

[5]李宏，李月城.智能行李箱运动状态控制的研究[J].科技视界，2021（4）：20?21.

[6]刘涛，王佳琦.智能跟随行李箱定位控制研究[J].计算机产品与流通，2020（9）：186.

[7]张丰，李顺霖，陈仁，等.基于自动跟随系统的智能行李箱[J].智能计算机与应用，2019，9（3）：156?158.

作者简介：

薛亮余（2001—），本科，研究方向：计算机图像。

谢颖（1980—），硕士，讲师，研究方向：计算机图像（通信作者）。